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        PVD刀具涂層真空鍍膜機鍍膜技術原理介紹

        2020-07-02

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              日常使用的刀具、滾齒刀、切削工具、拉刀、鉆頭等,都鍍上了一層薄膜,即能改變使用壽命,也能改變性能,以及美觀度等優勢,那么PVD刀具涂層真空鍍膜機鍍膜刀具產品的原理是怎樣的呢?下面匯成真空小編為大家詳細介紹一下:


        刀具涂層真空鍍膜機



              TiAlN和AlTiN是將Al元素沉積到TiN中而形成的PVD刀具涂層。迄今為止,通過增加TiAlN、AlTiN涂層中的鋁含量,從而增強刀具涂層的耐高溫性能和硬度,一直是刀具制造商和涂層公司關注的重大技術課題。自1995年以來,人們一直在持續不斷地研究和改進相關的氣相沉積工藝。到2000年,TiAlN和AlTiN涂層中鋁元素與鈦元素的成分比例已從原來的1∶2提高到3∶2,即鋁含量已從33%增加到60%。
         
               為了進一步提高涂層中的鋁含量,總部位于列支敦士登的巴爾查斯(Balzers)涂層公司經過大量研究開發,發明了用鉻元素取代鈦元素的涂層技術,并于2004年推出了商品名為“BalinitAlcorna”的單層AlCrN涂層。AlCrN涂層的鋁含量比一般的AlTiN涂層更高,適用于包括齒輪滾刀、立銑刀、銑刀片在內的多種高速鋼和硬質合金刀具。此外,它也可以用于車削刀具,但僅限于耐熱性和擴散穩定性極好的基體材料,如PCBN和Si3N4陶瓷。在EMOHannover2005展覽會上,巴爾查斯公司又推出了商品名為“BalinitHelica”,專為孔加工刀具設計的多層AlCrN涂層。這種超光滑涂層可應用于任何硬質合金或高速鋼鉆頭上,從而顯著增強了鉆頭的耐磨性和剪切強度,并有利于提高鉆頭的排屑性能。
         
                為了進一步提高涂層中的鋁含量,總部位于列支敦士登的巴爾查斯(Balzers)涂層公司經過大量研究開發,發明了用鉻元素取代鈦元素的涂層技術,并于2004年推出了商品名為“BalinitAlcorna”的單層AlCrN涂層。AlCrN涂層的鋁含量比一般的AlTiN涂層更高,適用于包括齒輪滾刀、立銑刀、銑刀片在內的多種高速鋼和硬質合金刀具。此外,它也可以用于車削刀具,但僅限于耐熱性和擴散穩定性極好的基體材料,如PCBN和Si3N4陶瓷。在EMOHannover2005展覽會上,巴爾查斯公司又推出了商品名為“BalinitHelica”,專為孔加工刀具設計的多層AlCrN涂層。這種超光滑涂層可應用于任何硬質合金或高速鋼鉆頭上,從而顯著增強了鉆頭的耐磨性和剪切強度,并有利于提高鉆頭的排屑性能。
         
               與其它涂層一樣,AlCrN涂層的抗變形能力也取決于涂層材料的晶格形狀。具有立方晶格的涂層能夠保持很高的紅硬性,即當涂層暴露于刀具/工件界面的切削高溫中時仍能保持其高硬度。一旦涂層的晶體結構轉變為六方晶格,就會因抗變形能力下降而使硬度降低。TiAlN涂層的硬度在約800℃時即大幅下降,AlTiN涂層在溫度不到900℃時也會出現硬度降低的現象;而AlCrN涂層在溫度達到1100℃時仍可保持其硬度。即使在1100℃的高溫下,AlCrN涂層也能保護刀具基體不發生氧化。Balzers公司AlCrN系列涂層在50g核定負荷下的硬度水平可達到2800~3200HV。
         
                由于AlCrN涂層的高紅硬性使其在極高的熱負荷下仍可保持性能穩定,因此AlCrN涂層刀具比其它類型涂層刀具的加工性能更為優異,尤其在高速切削、干式(或準干式)切削加工條件下更具優勢。例如,Balzers公司切削實驗室進行的切削試驗證明,當分別以200m/min和400m/min的切削速度對Ck45鋼工件進行精銑加工時,AlCrN涂層銑刀的使用壽命遠遠高于TiAlN涂層銑刀。不過也有例外,在加工高硬度(≥54HRC)工件材料(如模具鋼)時,AlTiN涂層的性能要優于AlCrN涂層(刀具壽命延長20%~40%,而刀具價格降低約25%)。但在加工硬度較低(<54HRC)的材料(如合金鋼、鑄鐵)以及粘性較大的材料(如低碳鋼、不銹鋼)時,AlCrN涂層的切削效能則明顯高于AlTiN涂層(在切削速度和進給量相當的情況下,刀具壽命可提高25%~100%)
         
               此外,AlCrN涂層也被推薦用于加工產生長切屑的工件材料(如不銹鋼),這是因為長切屑在成形時與刀具的前刀面有更多接觸,刀具與工件接觸程度的增加會產生大量切削熱。而AlCrN涂層的摩擦系數較小,可降低刀具與切屑之間的粘附性,起到減少切削熱的作用。
         
              PVD刀具涂層真空鍍膜機鍍膜技術原理比較偏理論,對真空行業的感興趣的朋友,可以繼續深入了解和鉆研。多關注本網站,后期提供更多關于真空鍍膜行業的相關知識。
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